技术领域
[0001] 本
发明是关于冷却液分布系统(coolant distribution unit，CDU)的领域，特别是关于一种机房/机柜液冷系统的冷却液分布系统。
背景技术
[0002] 在科技的进步与普及下，各种
电子计算机设备早已成为人们日常生活中不可或缺的
角色，例如网络储存设备、
服务器设备等。一般来说，这些电子计算机设备可存放在由
冷轧钢板或
合金制作的机柜中，藉以获得保护并屏蔽
电磁干扰，同时还可被有序、整齐地排列，且方便日后维护与维修。
[0003] 随着
大数据与互联网时代的来临，电子计算机设备的处理能
力日益增强，热量的产生亦随之越来越大，而如何有效对存放有这些电子计算机设备的机柜进行
散热会是直接影响该些电子计算机设备的性能与寿命的关键。
[0004] 请参考图1，其为现有机柜式散热系统的系统概念示意图。现有的机柜式散热系统7包括多个冷盘(cold plate)71、
歧管装置(manifold)72、冷却液分布系统(CDU，coolant distribution unit)75以及
冰水主机(chiller)76，且歧管装置72包括第一
流体歧管77以及第二流体歧管78，其中，这些冷盘71分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备9相搭配，例如每一冷盘71热
接触于相对应的电子计算机设备9的热源，且每一冷盘71具有一冷盘入口711以及一冷盘出口712，又，第一流体歧管77具有一第一歧管入口771与分别对应于该些冷盘71的多个第一歧管出口772，且第二流体歧管78具有分别对应于这些冷盘71的多个第二歧管入口781以及一第二歧管出口782，而冷却液分布系统75具有第一入液口751、第一出液口752、第二入液口753以及第二出液口754，且冰水主机76具有一冰水主机入口761以及一冰水主机出口762。
[0005] 再者，每一冷盘71的冷盘入口711与第一流体歧管77上相对应的第一歧管出口772流体连通，且每一冷盘71的冷盘出口712与第二流体歧管78上相对应的第二歧管入口781流体连通，而冷却液分布系统75的第一入液口751与第二流体歧管78的第二歧管出口782流体连通，且冷却液分布系统75的第一出液口752与第一流体歧管77的第一歧管入口771流体连通，因此，冷盘71、歧管装置72以及冷却液分布系统75形成第一流体循环回路，也可称之为内循环。其中，第一流体循环回路内填充有第一工作液(图未示)，且歧管装置72在机柜式散热系统7中提供管道连接、承担均流与导通的功能，而冷却液分布系统75可平均地依据实际应用情况而将其中的第一工作液经由歧管装置72的第一流体歧管77带往各个冷盘71。
[0006] 又，冰水主机76的冰水主机入口761与冷却液分布系统75的第二出液口754流体连通，且冰水主机76的冰水主机出口762与冷却液分布系统75的第二入液口753流体连通，因此，冰水主机76与冷却液分布系统75之间形成第二流体循环回路，也可称之为外循环。其中，第二流体循环回路内填充有第二工作液(图未示)，而冰水主机76可视为后端的散
热机制，主要是提供对第一流体循环回路内的第一工作液进行解热的功能，也就是说，第一流体循环回路内的第一工作液以及第二流体循环回路内的第二工作液可在不互相混合下于冷却液分布系统75中进行热交换。
[0007] 接下来说明现有机柜式散热系统7的运作流程。于第一流体循环回路中，流经冷盘71的第一工作液因应与冷盘71相搭配的电子计算机设备9的热源而受热，受热后的第一工作液经由歧管装置72的第二流体歧管78流入冷却液分布系统75。另一方面，于第二流体循环回路中，流经冷却液分布系统75的第二工作液因应流入冷却液分配装置75的第一工作液而受热，受热后的第二工作液再于离开冷却液分配装置75后进入冰水主机76而冷却降温，冷却降温后的第二工作液再次地流入冷却液分布系统75，如此一来，在第一流体循环回路中，流入冷却液分布系统装置75的第一工作液可与第二工作液进行热交换而降温，降温后的第一工作液经由歧管装置72的第一流体歧管77而再次流入冷盘71。在第一流体循环回路以及第二流体循环回路皆持续重复进行上述的循环过程下，电子计算机设备9的
热能可被带往低温处，藉以达到降温的效果。
[0008] 然而，由于科技的变化相当地快速，用来存放电子计算机设备9的机柜因应各种不同的需求而有五花八
门的规格设计，而每一种规格设计的机柜的散热需求亦不尽相同，但上述现有的机柜式散热系统7的冷却液分布系统75无法因应各种不同规格的机柜或是电子计算机设备9所产生的突发异常
过热情况来进行工作液流量的调控，导致对于某些规格的机柜或某些突发异常情况会有散热能力不足的问题，因此，如何针对上述的问题进行改善，实为本领域相关人员所关注的焦点。
发明内容
[0009] 本发明要解决的技术问题在于，针对
现有技术存在的上述不足，提供一种冷却液分布系统，具有调适冷却液流量的功能，以优化冷却液分布系统的
能源运用，增进冷却液分布系统的应用价值。
[0010] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种冷却液分布系统，其具有适调控
制模组，可将冷却液分布系统运作的数据传送至外界，使远端的管理者及时获得冷却液分布系统运作的情形，并且进一步控制冷却液分布系统的运作，增进冷却液分布系统的应用价值。
[0011] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种冷却液分布系统，包括多个入液口、多个出液口以及连接任一入液口和任一出液口的管路通道，该冷却液分布系统还包括一感测模组、一流量控制模组以及一适调控制模组，其中，该感测模组用以感测任一入液口、任一出液口和管路通道三者至少之一而得到感测数据；该流量控制模组用以控制流动于管路通道内的工作液的流量；该适调控制模组电连接感测模组和流量控制模组，其接收感测数据并将该感测数据传递至外界，外界根据感测数据而发出控制指令至该适调控制模组，该适调控制模组依据该控制指令控制流量控制模组的运行。
[0012] 较佳地，该感测模组包括至少一个热感应器，用以感测任一该入液口、任一该出液口和该管路通道三者至少之一而得到该感测数据，该感测数据为
温度值。
[0013] 较佳地，该感测模组包括至少一个流量计，用以感测任一该入液口、任一该出液口和该管路通道三者至少之一而得到该感测数据，该感测数据为流量值。
[0014] 较佳地，该感测模组包括至少一压力计，用以感测任一该入液口、任一该出液口和该管路通道三者至少之一而得到该感测数据，该感测数据为压力值。
[0015] 较佳地，该流量控制模组包括一比例
阀，用以控制流动于该管路通道内的该工作液的流量。
[0016] 较佳地，该冷却液分布系统还包括一热交换模组，该热交换模组连接于该管路通道，且该热交换模组藉由该管路通道与该多个入液口以及该多个出液口连通。
[0017] 较佳地，该热交换模组包括一
热交换器、一储液模组以及一动力模组，该多个入液口包括一第一入液口与一第二入液口，该多个出液口包括一第一出液口与一第二出液口，一高温工作液由该第一入液口进入，依序通过该热交换器、该储液模组和该动力模组后被降温且由该第一出液口排出，并且一低温工作液由该第二入液口进入，通过该热交换器以携带该高温工作液的热后由该第二出液口排出。
[0018] 较佳地，该管路通道连接于该第一入液口和该热交换器之间、该热交换器和该储液模组之间、该储液模组和该动力模组之间、该动力模组和该第一出液口之间、以及该第二入液口与该第二出液口之间。
[0019] 较佳地，该热交换器包括一板式热交换器，用以供由该第一入液口进入的该高温工作液以及由该第二入液口进入的该低温工作液进行热交换。
[0020] 较佳地，该储液模组包括一储水箱，用以暂存通过该热交换器而被降温的一工作液，且该动力模组包括至少一
泵，用以驱动该储液模组输出被降温的该工作液至该第一出液口排出。
[0021] 本发明亦提供一种冷却液分布系统，包括多个入液口、多个出液口以及连接任一入液口和任一出液口的管路通道，该冷却液分布系统还包括一感测模组、一流量控制模组以及一适调控制模组，其中，该感测模组用以感测任一入液口、任一出液口和管路通道三者至少之一而得到感测数据；该流量控制模组用以控制流动于管路通道内的工作液的流量；该适调控制模组电连接感测模组和流量控制模组，其接收感测数据，并根据感测数据控制该流量控制模组的运行。
[0022] 本发明还提供一种冷却液分布系统，包括一热交换器、一储液模组、一动力模组、一感测模组、一流量控制模组、一第一入液口和一第二入液口、一第一出液口和一第二出液口、一管路通道以及一适调控制模组，其中，一高温工作液由该第一入液口进入，依序通过该热交换器、该储液模组和该动力模组后被降温且由该第一出液口排出；并且一低温工作液由该第二入液口进入，通过该热交换器以携带该高温工作液的热后由该第二出液口排出；该管路通道连接于该第一入液口和该热交换器之间、该热交换器和该储液模组之间、该储液模组和该动力模组之间、该动力模组和该第一出液口之间、以及该第二入液口和该第二出液口之间，其中，该感测模组用以感测该管路通道的一感测数据，该流量控制模组用以控制流动于该管路通道内的该高温工作液或该低温工作液的流量；该适调控制模组电连接该感测模组和该流量控制模组，其接收该感测数据并传递至一外界；其中，该适调控制模组根据该感测数据控制该流量控制模组的运行，或者，该适调控制模组接收该外界所发出的一控制指令，并依据该控制指令控制该流量控制模组的运行。
[0023] 本发明冷却液分布系统，通过其感测模组、流量控制模组以及适调控制模组的设置，而具有调适冷却液流量的功能，以优化冷却液分布系统的能源运用，增进冷却液分布系统的应用价值。而且，本发明冷却液分布系统的适调控制模组，可将冷却液分布系统运行的数据传送至外界，使远端的管理者及时获得冷却液分布系统运作的情形，并且进一步控制冷却液分布系统的运作，由此更进一步增进冷却液分布系统的应用价值。
[0024] 为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳
实施例，并配合所
附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0025] 图1为现有机柜式散热系统的系统概念示意图。
[0026] 图2为本发明一实施例的冷却液分布系统的系统方
块示意图。
[0027] 图3为图2所示的冷却液分布系统的详细元件配置系统方块示意图。
[0028] 图4为本发明另一实施例的冷却液分布系统的详细元件配置系统方块示意图。
[0029] 图5为本发明另一实施例的冷却液分布系统的详细元件配置系统方块示意图。
[0030] 图6为本发明另一实施例的冷却液分布系统的系统方块示意图。
具体实施方式
[0031] 为方便说明，本发明图式中的冷却液分布系统的各结构、组织或部件不依其应用时的比例，而依据说明需要进行不等比例的放大，此并非用以限制本发明冷却液分布系统的实施。
[0032] 以下所称的工作液，为使用于热交换器中、常温下为液态的流体，以水为最常使用的流体，但本发明不限于此，也可以是水溶液或其他有机液。可以理解的，工作液于各温度压力下有其对应的气液平衡压力，故涉及于本发明的管路或系统中停留、传递或通过的工作液虽以液态的流体为主要，但实际上亦可以包含气态的工作液。
[0033] 请参考图2与图3。图2为本发明一实施例的冷却液分布系统(Coolant Distribution Unit，CDU)的系统方块示意图。图3为图2所示的冷却液系统的详细元件配置系统方块示意图。请参考图2，本发明的冷却液分布系统2包括感测模组16、流量控制模组18、适调控制模组20以及热交换模组21。一般而言，冷却液分布系统2通常有二个入液口和二个出液口，也就是第一入液口11、第二入液口13、第一出液口15以及第二出液口17，任一入液口11、13和任一出液口15、17之间由可提供工作液通过的管路通道19连接。感测模组16用以感测任一个入液口11、13、任一个出液口15、17以及管路通道19三者至少之一而得到感测数据(如温度值、流量值或是压力值)。流量控制模组18用以控制流动于管路通道19内的工作液的流量。适调控制模组20电连接于感测模组16和流量控制模组18，适调控制模组20接收感测模组16所量测到的感测数据并将感测数据传递至外界的监控中心24。监控中心24根据感测数据而发出控制指令至适调控制模组20，适调控制模组20依据控制指令控制流量控制模组18的作动。热交换模组21连接于管路通道19，且热交换模组21藉由管路通道19与上述入液口11、13、出液口15、17流体连通。
[0034] 再请参考图3，本实施例的热交换模组21包括热交换器10、储液模组12以及动力模组14。具体而言，第一入液口11接收汇集通过多个机壳(chassis)(图上未绘)后的高温工作液31；第二入液口13提供外界(如图1所示的冰水主机)未带废热的低温工作液33进入冷却液分布系统2中；第一出液口15提供高温工作液31依序通过热交换器10、储液模组12和动力模组14被降温后形成的低温工作液35离开冷却液分布系统2；以及第二出液口17则提供低温工作液33通过热交换器10后形成的带出废热的高温工作液37排出，也就是说，第一入液口11至第一出液口15的路径为冷却液分布系统2的内循环路径，第二入液口13至第二出液口17的路径为冷却液分布系统2的外循环路径。此处所谓的高温和低温皆为相对比较或参考，例如高温工作液31相对于低温工作液35为高温，高温工作液37则相对于低温工作液33为高温。
[0035] 请续参考图3，在本实施例中，热交换器10例如是板式热交换器，其提供高温工作液31和低温工作液33热交换的场所，将高温工作液31所带的来自机壳的热传递至低温工作液33。低温工作液33带着机壳废热后成为高温工作液37，而高温工作液31通过热交换器10后成为工作液39流入储液模组12中储存，其中，工作液39的温度低于高温工作液31。要说明的是，冷却液分布系统2中的热交换器10以所占空间小为优选考量，故本发明的热交换器10不限于板式热交换器。另外，储液模组12，其用以暂存通过热交换器10的工作液39以为缓冲之用，例如几何形状不拘的储水箱或储液箱，以不与工作液发生反应的材料做成即可，例如
不锈钢。接着，动力模组14，例如一或多个泵，利用动力将低温工作液35从储液模组12输出传送至第一出液口15后排放。在本实施例中，储液模组12位于热交换器10与动力模组14之间，但本发明并不以此为限，在其它的实施例中，可依照实际情况的需求而将储液模组12与动力模组14的
位置对调，也就是将动力模组14配置于热交换器10与储液模组12之间。
[0036] 请续参考图3，感测模组16和流量控制模组18可设置于冷却液分布系统2内适当的位置，并且分别和适调控制模组20相通信。在本实施例中，感测模组16包括一个或多个热感应器(thermal sensor)62，设置于工作液通过之处，流量控制模组18包括至少一个
比例阀86，设置于邻近第二入液口13的管路通道19处。在本实施例中，例如将多个热感应器62分别设置于邻近第一入液口11的管路通道19处、邻近第二入液口13的管路通道19处、邻近第一出液口15的管路通道19处以及邻近第二出液口17的管路通道19处，用以分别感测高温工作液31、低温工作液33、低温工作液35以及高温工作液37的温度。需特别说明的是，本发明并不对热感应器62与比例阀86设置的位置加以限定，在其它的实施例中，热感应器62亦可仅设置于邻近第一入液口11的管路通道19处、邻近第二入液口13的管路通道19处、邻近第一出液口15的管路通道19处以及邻近第二出液口的管路通道19处17的其中之一处。在其它的实施例中，比例阀86亦可设置于邻近第一入液口11的管路通道19处，此外，亦可在冷却液分布系统2的管路中设置其他的热感应器62。其次，上述这些热感应器62所感测到的工作液的温度可以透过有线传输的方式传递至适调控制模组20，但本发明不限于此，亦可透过无线传输的方式传递所感测到的温度数值。适调控制模组20可将来自这些热感应器62的温度数值透过通信手段22传送至冷却液分布系统2外部的监控中心24，通知监控中心24有关此冷却液分布系统2的工作情形。再者，监控中心24的管理者可根据这些热感应器62所测得的温度数值而下达控制指令至适调控制模组20，适调控制模组20根据控制指令而控制比例阀86控制第二入液口13的流量。其中，前述通信手段22可选用有线线路或无线线路的方式据以实施。
[0037] 在本实施例中，比例阀86的作动可调节来自第二入液口13的低温工作液33的流量大小，其作动受到适调控制模组20的控制。例如，当热感应器62所感测到的温度过高，这些感测数据通过适调控制模组20传送至冷却液分布系统2外部的监控中心24，并且由监控中心24的管理者判断后传送一控制指令至适调控制模组20。接着，适调控制模组20依据此控制指令控制或调节比例阀86的作动，则作动后的比例阀86可以使得来自第二入液口13的低温工作液33的流量增加，以达到冷却液分布系统2的最适操作。
[0038] 请参考图4，为本发明另一实施例的冷却液分布系统(Coolant Distribution Unit，CDU)的详细元件配置系统方块示意图。本实施例的冷却液分布系统4与图2、3所示的冷却液分布系统2大致相同，差异处在于本实施例的感测模组16’包括一个或多个流量计，其设置于工作液通过之处以量测冷却液分布系统4内的管路中的流量，在本实施例中，例如将流量计82设置于动力模组14将低温工作液35从动力模组14传送至第一出液口15的管路通道19处；以及流量计84设置于由第二入液口13进入的低温工作液33的管路通道19处。但本发明不限于此，亦可将流量计设置于邻近第一入液口11的管路通道19处、邻近第一出液口15的管路通道19处或是邻近第二出液口17的管路通道19处。其次，流量计82、84所量测到的流量数值可以透过有线或无线的方式传递至适调控制模组20。适调控制模组20将流量数值传送至冷却液分布系统4外部的监控中心24，并且接收来自监控中心24的管理者的指令以进一步调整或控制冷却液分布系统4内的运作。举例而言，当这些流量计82、84所感测到的流量数值过低时，监控中心24发出提高流量的控制指令至适调控制模组20，适调控制模组20根据控制指令控制比例阀86进行作动，调高从第二入液口13进入的低温工作液33的流量，进而提升冷却液分布系统4的散热效率。
[0039] 请参考图5，其为本发明另一实施例的冷却液分布系统(Coolant Distribution Unit，CDU)的详细元件配置系统方块示意图。本实施例的冷却液分布系统6与图2、3所示的冷却液分布系统2大致相同，差异处在于本实施例的感测模组16”包括一个或多个压力计，其设置于工作液通过之处以量测冷却液分布系统6内的管路中的压力，在本实施例中，例如将压力计81、83分别设置于邻近第二入液口13且位于热交换器10与第二入液口13之间的管路通道19处以及设置于邻近第二出液口17且位于热交换器10与第二出液口17之间的管路通道19处，藉以量测由第二入液口13进入的低温工作液33的压力数值以及量测由第二出液口17排出的高温工作液37的压力数值，进而得到第二入液口13管路通道19处与第二出液口17管路通道19处的压力差。但本发明不限于此，亦可将压力计81、83分别设置于邻近第一入液口11且位于热交换器10与第一入液口11之间的管路通道19处以及设置于邻近第一出液口15且位于动力模组14与第一出液口15之间的管路通道19处。其次，感测模组16”所量测到的压力数值可以透过有线或无线的方式传递至适调控制模组20。适调控制模组20将压力数值传送至冷却液分布系统6外部的监控中心24，并且接收来自监控中心24的管理者的控制指令以进一步调整或控制冷却液分布系统6内的运作。
[0040] 依据上述，本发明的冷却液分布系统可通过适调控制模组20和外界的监控中心的通信，将冷却液分布系统的热交换效率情形传递至外界给监控中心的管理者参考，并且通过适调控制模组20接受外界的控制指令以进一步优化冷却液分布系统的热交换效率。设置适调控制模组20的效益之一在于，在资源有限的环境下，冷却液分布系统的适调控制模组20的通信控制可充分增进能源的有效利用。当机壳(chassis)的电子设备，例如服务器或工作站等，处于运作尖峰并伴随大量的废热需排放时，远端的管理者可透过适调控制模组20的通信得知此一运作尖峰情形，进而下达控制指令以使适调控制模组20依据此控制指令控制流量控制模组18的作动，增加来自第二入液口13的低温工作液33的流量大小。反之，在服务器或工作站处于运作离峰并伴随较少量的废热需排放的情形时，适调控制模组20可依据控制指令控制流量控制模组18的作动，减少来自第二入液口13的低温工作液33的流量大小。其次，本发明的冷却液分布系统设置适调控制模组20的另一效益在于避免冷却液分布系统的封闭式调适，透过适调控制模组20对外的有线或无线的通信方式，将冷却液分布系统的运作情形传送至外界。可以理解的，经过控制流量控制模组18作动后的温度和流量的感测数据仍可透过适调控制模组20传送至外界。
[0041] 请参考图6，其为本发明另一实施例的冷却液分布系统(Coolant Distribution Unit，CDU)的系统方块示意图。如图6所示，冷却液分布系统8的适调控制模组40更包括查看表(look-up table)400等数据资料，直接依据查看表400判断感测模组16(或16’或16”)所感测到的感测数据是否介于一或多个合理范围内，进而直接控制流量控制模组18的作动。除此之外，透过对外有线通信的方式，适调控制模组40仍可将上述直接控制或调节的过程及结果传递至外部的监控中心，以达到让监控中心的管理者充分掌握冷却液分布系统8运作情形的目的。其它如感测模组16(或16’或16”)、流量控制模组18以及热交换模组21的作动方式与图2～5所示的冷却液分布系统相同，在此不另外赘述。
[0042] 在此必须说明的是，以上配合图式所做的详细描述，仅是为了说明本发明的技术内容及特征而提供的实施方式，凡在本发明领域中具有一般通常知识之人，在了解本发明的技术内容及特征之后，于不违背本发明的精神下，所做的种种简单的修饰、替换或构件的减省，皆应属于本发明的
权利要求范围之内。
